Soluciones coloidales

Objetivos

- Entender con bases fisicoquímicas el comportamiento de soluciones coloidales.

- Poder diferenciar de manera experimental coloides liofílicos y liofóbicos.

- Explicar la preparación de coloides, y su estabilidad, específicamente en presencia de electrolitos

- Entender el funcionamiento e influencia de la doble capa eléctrica, específicamente el potencial Z en coloides

Introducción

Un coloide, suspensión coloidal o dispersión coloidal es un sistema fisico-químico compuesto por dos fases: una continua, generalmente fluida, y otra dispersa en forma de partículas; por lo general sólidas, de tamaño mesoscópico. Siendo estas de un tamaño mucho mayor a otras moléculas.

Los coloidales pueden clasificarse de 2 maneras:

Liofóbicos: sus partículas tiene poca afinidad o atracción por la fase continua. Para preparar coloides liofóbicos, por reducción del tamaño de las partículas de mayor tamaño que estan en la fase dispersa, cuyo proceso se le denomina dispersión. Otro método es la condensación que consiste en aumentar el tamaño de las partículas pequeñas.

Liofílicos: sus partículas tiene afinidad con la fase continua, en esta categoría también se encuentran los coloides por asociación los cuales presentan propiedades de interacción debido a las fuerzas intermoleculares, formando agregados de dimensiones coloidales las cuales se les conoce como micelas. La preparación de este tipo de coloides consiste en mezclar la fase dispersa directamente con la fase continua.

Dentro de las propiedades de los coloides está que las partículas coloidales, deben aumentar su tamaño, a este proceso se le llama coagulación. Estas partículas grandes pueden removerse del medio de dispersión por medio de la filtración, o dejándolas que se asienten. La coagulación debe ser provocada, esto se puede hacer por medio de la temperatura, o añadiendo un electrolito a la mezcla.

Elementos utilizados

Materiales Reactivos

Vasos precipitados Fe(OH)3

Pipetas aforadas Azufre

Tubos de ensayo y gradilla (KI) 0,1 N

placa calefactora (AgNO3) 0,1 N

Varilla agitación Ácido tánico al 1%

Papel filtro (Na2CO3) al 1%

Probeta Gelatina en polvo

(NaCl) 4M y 0,1 M

(Na2SO4) 0,004 M

(CaCl2) 0,002 M

(AlCl3) 0,0004 M

Dispersión de acacia al 5%

Cuestionario

2.1. Preparación de coloides

¿Cuál o cuáles coloides son liofílicos? Cuál es liofóbico?

Coloide Fenómeno y explicación

2.1.a Hidróxido férrico Liofílico, tiene una fase homogénea, donde se evidencia la afinidad del coloide al solvente.

2.1.b Azufre Liofóbico, presenta una fase heterogénea en la cual se aprecian partículas puesto que el coloide tiene poca o no tiene afinidad por el solvente.

2.1.c Plata 1.- Liofóbico, presenta dos fases, donde se aprecian partículas puesto que el coloide tiene poca o no tiene afinidad por el solvente.

2.- Liofóbico, presenta dos fases, en la cual se aprecian partículas puesto que el coloide tiene poca o no tiene afinidad por el solvente.

3.- Liofóbico, presenta dos fases, pero no se aprecian partículas aunque de igual manera se considera que el coloide tiene poca o no tiene afinidad por el solvente.

2.1.d Plata Liofílico, tiene una fase homogénea, donde se evidencia la afinidad del coloide al solvente.

2.1.e Gelatina Liofílico, tiene una fase homogénea, donde se evidencia la afinidad del coloide al solvente.

2.2 Estabilidad de los coloides de hidróxido férrico y azufre

Coloide Cambios

Hidróxido férrico No se presentaron cambios, continuó con una fase.

Azufre No se presentaron cambios, continuó con partículas en suspensión.

2.3 Estabilidad del coloide de hidróxido férrico en presencia de electrolitos

Tras agregar electrolito Observacion

4.0 M NaCl Liofilico,Presenta una sola fase

4.0 M NaCl Liofóbico, es bifasico

4.0 M NaCl Liofóbico, es bifasico

0.004 M Na2SO4 Liofilico,Presenta una sola fase

0.004 M Na2SO4 Liofóbico, es bisfasico

0.004 M Na2SO4 Liofóbico, es bisfasico

1.- ¿Cuáles son los efectos de la concentración y la valencia de los anteriores sobre la agregación del coloide Fe(OH)3?

La concentración influye de manera importante en la agregación de los coloides. En este caso las concentraciones de los iones son bajas, por lo cual, la cantidad de electrolitos necesaria para que la doble capa se rompa y el coloide precipite, no son muy altas. De esta manera, el agregado en las distintas soluciones, es muy bajo debido a las bajas concentraciones de los electrolitos.

La carga del anión, también influye de manera importante. Según la regla de Schulze-Hardy establece que el punto crítico de coagulación de un coloide está directamente relacionado con la carga del contra-ión. En el experimento, esto se puede ver en el último sistema de mezcla de coloide-electrolito ya que la carga negativa es más grande en el sulfato que en el cloruro.

2.- ¿Cuál es la carga sobre la superficie de las partículas coloidales de Fe(OH)3?

Es positiva.

2.4 Estabilidad del coloide de plata en la presencia de electrolitos

Electrolito Volumen (mL) Agua (mL) [Na+/Ca+2/Al+3] Volumen coloide Agregación(0 -5 )

0.1 M NaCl 1 4 0.01 M 5mL 2

0.1 M NaCl 3 2 0.03 M 5mL 4

0.1 M NaCl 5 0 0.05 M 5mL 4

0.002 M CaCl2 1 4 0.0002 M 5mL 0

0.002 M CaCl2 3 2 0.0006 M 5mL 0

0.002 M CaCl2 5 0 0.001 M 5mL 0

0.0004 M AlCl3 1 4 0.00004 M 5mL 0

0.0004 M AlCl3 3 2 0.00012 M 5mL 0

0.0004 M AlCl3 5 0 0.0002 M 5mL 0

1.- ¿Cuáles son los efectos de la concentración y valencia de los cationes sobre la agregación del coloide de plata?

Los resultados aquí son distintos al anterior, pues una molécula negativa atrae a los iones positivos, lo que fortalece a la doble capa. Permitiendo mayor estabilidad.

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